Smart city i nie tylko: czujniki przydatne nawet w medycynie

Znaczenie Internetu rzeczy (IoT) rośnie. W 2015 roku McKinsey szacował wartość tego rynku już na 900 mln USD.¹ Wkrótce do internetu będą podłączone nie miliony, lecz dziesiątki miliardów inteligentnych urządzeń.² Ericsson przewiduje, że w 2020 roku może ich być 26 miliardów.³

Czym właściwie jest IoT? To świat urządzeń podłączonych do internetu, które jednak – w przeciwieństwie do komputerów czy smartfonów – nie są do tego „typowo” przeznaczone.⁴ Należą do niego m.in. urządzenia ubieralne, które pomagają mierzyć nasze wyniki sportowe, urządzenia telemedyczne kontrolujące stan pacjentów, a także wyspecjalizowane czujniki do monitorowania procesów produkcyjnych. Świat IoT to więc nie tylko urządzenia, z których korzystamy bezpośrednio jako użytkownicy, ale też czujniki zbierające dane z otoczenia i systemy, które te dane przetwarzają.

Platforma sensorowa?

Nad rozwojem IoT pracuje się na całym świecie. My, EMBIQ, chcemy stworzyć w tej dziedzinie innowacyjne rozwiązanie. Projekt polega na zbudowaniu platformy sensorowej z unikalnymi detektorami – wyspecjalizowanymi w zbieraniu wielu różnych informacji i zdolnymi do pracy nawet w bardzo trudnych warunkach.

– Wykorzystamy do tego zintegrowane czujniki optoelektroniczne i MEMS. Wśród optoelektronicznych znajdą się czujniki ze światłowodowymi siatkami Bragga – wyjaśnia dr inż. Wojciech Surtel, kierownik prac badawczo-rozwojowych w tym projekcie, a zarazem naukowiec z Politechniki Lubelskiej.

Oznacza to, że platforma będzie wyposażona na przykład w czujniki pH, które mają wiele zastosowań – także w medycynie. Będziemy też dalej rozwijać nasze dotychczasowe produkty smart city: OCKO (system do pomiaru przepływu osób i analizy zachowań) oraz BLOKO (rozwiązanie bez aplikacji do monitorowania sprzętu i ludzi). W obu stosujemy specjalne czujniki.

Wszystko to sprawia, że platforma ma bardzo szeroki zakres możliwych zastosowań.

Medycyna: badania bez skalpela

Czujniki, które wskazują kwasowość lub zasadowość (pH), mogą się przydać na przykład na salach porodowych. W niektórych przypadkach podczas porodu trzeba zmierzyć pH krwi dziecka. Pozwala to ocenić, czy występują powikłania, i zdecydować, czy konieczne jest cesarskie cięcie. Aby pobrać próbkę krwi, wykonuje się małe nacięcie na główce dziecka – z czujnikami pH nie byłoby to już potrzebne. Urządzenia te wykonają pomiar bez żadnego nacinania.

Rolnictwo: nawożenie tylko wtedy, gdy trzeba

Inne możliwe zastosowanie to badanie stanu gleby. Czujnik światłowodowy można umieścić bezpośrednio w ziemi, na określonej głębokości, a dane odczytywać zdalnie za pomocą specjalnego urządzenia. – Taki czujnik musi być inteligentny. Oznacza to, że potrzebuje układu elektronicznego, który zarówno zmierzy pH, jak i prześle dane przez nowoczesne interfejsy komunikacji bezprzewodowej. Dzięki energooszczędnym rozwiązaniom czujnik tego typu będzie mógł bardzo długo działać na bateriach, wspieranych zasilaniem fotowoltaicznym – mówi dr inż. Wojciech Surtel.

Odczyn pH gleby jest bardzo ważny. Wpływa na wzrost roślin, a w efekcie na wielkość plonów. Zbyt wysoka kwasowość nie sprzyja produkcji rolnej, dlatego stosuje się nawozy wapniowe, które ją korygują. Inteligentne czujniki pH pomogą zadbać o to, by nawozy stosować tylko wtedy, gdy to naprawdę konieczne.

Miasta: inteligentne i sprawne

Inne czujniki – monitorujące ruch ludzi i przedmiotów – można instalować w tzw. inteligentnych domach albo wykorzystać do sprawnego zarządzania przestrzenią publiczną. System OCKO, który będziemy dalej rozwijać przy tworzeniu platformy sensorowej, już dziś pozwala mierzyć przepływ osób niemal na dowolnym obszarze. Łatwo sobie wyobrazić, jak mógłby pomóc w obsłudze transportu publicznego i dopasowaniu rozkładów jazdy do rzeczywistych potrzeb. Z kolei BLOKO (oparte na urządzeniach z interfejsem BLE) może pomóc w śledzeniu ruchu pojazdów i sprzętu.

– Inteligentne systemy i czujniki, które są ich integralną częścią, mogą być niemal niezauważalne, a mimo to potrafią „mieć oko” na bardzo dużą część naszego otoczenia – mówi Tomasz Niedziałek, CEO EMBIQ. – Dzięki nim miasta mogą efektywniej korzystać ze swoich zasobów albo lepiej dbać o bezpieczeństwo. W przyszłości trudno będzie wyobrazić sobie życie bez takich rozwiązań – tak jak dziś trudno nam sobie przypomnieć, jak radziliśmy sobie bez internetu.

Nasz projekt „Platforma sensorowa do zastosowań w Internecie rzeczy” otrzymał ponad 1 mln PLN dofinansowania z Unii Europejskiej. Dofinansowanie wyniosło dokładnie 1 173 449,20 PLN, a całkowita wartość projektu to 1 727 180 PLN.

¹Louis Columbus, Roundup Of Internet Of Things Forecasts And Market Estimates, 2016, „Forbes”, 27.11.2016 [https://www.forbes.com/sites/louiscolumbus/2016/11/27/roundup-of-internet-of-things-forecasts-and-market-estimates-2016/#6f29f795292d]
²Chris Neiger, These Jaw-Dropping Facts Will Change Your Mind About the Internet of Things, „The Motley Fool”, 5.05.2017 [https://www.fool.com/investing/2017/05/05/these-jaw-dropping-facts-will-change-your-mind-abo.aspx]
³Raport Ericsson i Telia Company: Connecting the everyday. How the Internet of Things is reshaping our World, 2016 [https://www.ericsson.com/assets/local/news/2016/11/iot-for-dummies-20161019.pdf]
⁴Andrew Meola, What is the Internet of Things (IoT)?, „Business Insider”, 19.12.2016 [http://www.businessinsider.com/what-is-the-internet-of-things-definition-2016-8?IR=T]